CN109816653B

CN109816653B - 一种用于导电粒子检测的方法

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Publication number: CN109816653B
Application number: CN201910081668.6A
Authority: CN
Inventors: 吴林哲; 胡远; 翁桌荒
Original assignee: Ningbo Sunny Instruments Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sunny Instruments Co Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109816653A

Abstract

本发明涉及一种用于导电粒子检测的方法，包括：S1.获取待测图像，并提取所述待测图像上所有存在导电粒子的目标区域；S2.对所述待测图像上的所述目标区域进行滤波处理获取滤波图像；S3.遍历所述滤波图像，获取所有灰度值大于预设阈值的第一像素点；S4.提取一个所述第一像素点，并构建包含所述第一像素点的领域，遍历所述领域，判断所述领域内是否存在灰度值大于或等于所述第一像素点的第二像素点，若否，则存储当前所述第一像素点的坐标。本发明的方法通过对第一像素点的多次遍历，进一步提高了本发明的检测精度，尤其是对于识别检测重叠的导电粒子有利。

Description

一种用于导电粒子检测的方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种用于导电粒子检测的方法。

背景技术

液晶显示器在封装的过程，驱动器IC接合在与覆盖有各向异性导电液膜(ACF)的玻璃基板上，其中ACF是一种类似于胶带组成的粘合剂环氧基体和导电粒子组成，导电粒子是金属涂覆的聚合物球体，粘合剂是热固性树脂。因此，在液晶显示器的封装过程中对导电粒子的检测是非必要的。液晶TFT面板在DIC显微系统下呈现粒子浮雕效果，需要进行高精度的检测(数量和坐标)，且需要在240M的线扫图像中进行实时检测。

目前对液晶面板上导电粒子的检测主要是依赖产线人员在影像机台上测量，但存在如下缺点：抽检易造成误检、漏检；人眼易疲劳，并且效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于导电粒子检测的方法，解决检测精度差的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于导电粒子检测的方法，包括：

S1.获取待测图像，并提取所述待测图像上所有存在导电粒子的目标区域；

S2.对所述待测图像上的所述目标区域进行滤波处理获取滤波图像；

S3.遍历所述滤波图像，获取所有灰度值大于预设阈值的第一像素点；

S4.提取一个所述第一像素点，并构建包含所述第一像素点的领域，遍历所述领域，判断所述领域内是否存在灰度值大于或等于所述第一像素点的第二像素点，若否，则存储当前所述第一像素点的坐标。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，对所述待测图像上的所述目标区域进行滤波处理的步骤中包括：

S21.通过采用滤波器对所述目标区域进行滤波处理，增强所述目标区域亮部和暗部的对比度并过滤噪声；

S22.通过所述滤波器将所述目标区域的亮部位于竖直方向的边缘转换为背景。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，所述滤波器为内核尺寸k×(k×2+1)的矩阵滤波器，其中，k表示矩阵的长。

根据本发明的一个方面，所述滤波器为

其中，

k表示矩阵的长。

根据本发明的一个方面，步骤S4中，构建包含所述第一像素点的领域的步骤中，以所述第一像素点为中心，构建所述领域。

根据本发明的一个方面，所述领域为边长(2m+1)×(2m+1)的矩阵领域，其中，2m+1表示奇数。

根据本发明的一个方面，步骤S4中，在所述领域内以从左至右，从上至下的顺序遍历。

根据本发明的一个方面，步骤S4中，若在所述领域内存在所述第二像素点，则终止遍历，并提取下一个所述第一像素点重新执行步骤S4。

根据本发明的一种方案，本发明的方法通过对目标区域的滤波处理，使得目标区域的亮部和暗部的对比度增大，使得亮部更加明显，而且去除了目标区域的噪声，进而使得滤波处理后的目标区域的识别度更高，进一步对获取目标区域的中心点有利，提高了本发明的检测精度。

根据本发明的一种方案，通过将导电粒子的竖直方向的边缘全部转换为背景，从而保证了导电粒子边缘灰度值的统一，使导电粒子容易检测识别，防止将边缘检测成导电粒子，进一步提高了本发明的检测精度。

根据本发明的一种方案，通过上述设置，在检测过程中，能够实现更加快速、精确的定位导电粒子，并且能够检测到堆叠的导电粒子。本发明的方法通过前述步骤中的滤波处理后将导电粒子的边缘转化为背景，从而避免了出现检测错误的情况。因此，在提高了检测精度的情况下，首先通过遍历整个滤波图像获取所有的候选点后，再以候选点为中心点构建一定范围的领域进行二次遍历。通过这种方式极大的提高了本发明的检测速度和检测精度。

根据本发明的一种方案，本发明的方法中对粒子检测的坐标精度，关系到IC偏移检测的精度，由原先的±3um，提高到了±1um，而且重复精度能达到1um以内。

根据本发明的一种方案，本发明的方法的检测效率是比传统方法检测效率的4倍以上，由原先2S检测一张240M的图像，可以提高到800ms检测一张图像。而且本发明的方法与传统方法相比粒子检出能力大大提高，将设备过检控制在了1％以内。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的方法步骤框图；

图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的待测图像上的导电粒子图；

图3示意性表示图2中导电粒子亮度的正弦函数图；

图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的滤波后的导电粒子图；

图5示意性表示图4中导电粒子亮度的高斯函数图；

图6示意性表示根据本发明的一种实施方式的待测图像上的导电粒子的边缘图；

图7示意性表示根据本发明的一种实施方式的滤波图像上的导电粒子的边缘图；

图8示意性表示根据本发明的一种实施方式的方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种用于导电粒子检测的方法，包括：

S1.获取待测图像，并提取待测图像上所有存在导电粒子的目标区域；

S2.对待测图像上的目标区域进行滤波处理获取滤波图像；

S3.遍历滤波图像，获取所有灰度值大于预设阈值的第一像素点；

S4.提取一个第一像素点，并构建包含第一像素点的领域，遍历领域，判断领域内是否存在灰度值大于第一像素点的第二像素点，若否，则存储当前第一像素点的坐标。

根据本发明的一种实施方式，在步骤S1中，通过DIC显微镜(微分干涉显微镜)获取待测图像。在本实施方式中，通过采用DIC显微镜对导电粒子进行成像。参见图2所示，在DIC显微镜下导电粒子所成的像呈现一半为暗部，一半为亮部的现象，并且通过函数可将其亮度表达为在Y轴方向上呈正弦函数分布(参见图3所示，由上往下，以导电粒子中心为原点，呈正弦分布)。步骤S1中，通过DIC显微镜获取具有导电粒子分布的待测图像，并获取所有存在导电粒子的目标区域(即图2中的方框区域)。

根据本方的一种实施方式，在步骤S2中，对获取的目标区域进行滤波处理。在本实施方式中，包括：

S21.通过采用滤波器对目标区域进行滤波处理，增强目标区域亮部和暗部的对比度并过滤噪声。在本实施方式中，滤波器为内核尺寸k×(k×2+1)的矩阵滤波器，其中，k表示矩阵的长。在本实施方式，滤波器的表达式为：

其中，

k表示矩阵的长。

参见图4和图5所示，通过采用上述滤波器对目标区域进行滤波处理后，使目标区域导电粒子亮度的正弦分布函数的转换为高斯分布函数。因此，通过滤波处理使得目标区域的亮部和暗部的对比度提高，并且将目标区域的噪声或噪点去除。通过上述方式，本发明的方法通过对目标区域的滤波处理，使得目标区域的亮部和暗部的对比度增大，使得亮部更加明显，而且去除了目标区域的噪声，进而使得滤波处理后的目标区域的识别度更高，进一步对获取目标区域的中心点有利，提高了本发明的检测精度。

S22.通过滤波器将目标区域的亮部位于竖直方向的边缘转换为背景。在本实施方式中，通过采用上述设置的滤波器，在对目标区域进行滤波处理的过程中，滤波器起到将上半部分灰度减去下半部分灰度的作用，而对于竖直方向边缘来说，上半部分和下半部分灰度是一样的。因此，通过滤波器的处理，在竖直方向的边缘上半部分和下半部分灰度相减变为0，进而通过上述滤波器的滤波处理，目标区域中导电粒子垂直于X轴(竖直方向)的边缘(参见图6)完全转换成了背景(参见图7).通过上述方式，由于待测图像上导电粒子的边缘的灰度值不统一，从而导致导电粒子的边缘在检测过程中或受到严重的干扰，导致导电粒子检测精度低。通过将导电粒子的竖直方向的边缘全部转换为背景，从而保证了导电粒子边缘灰度值的统一，使导电粒子容易检测识别，防止将边缘检测成导电粒子，进一步提高了本发明的检测精度。

根据本发明的一种实施方式，在步骤S3中，通过遍历的方式，对整个滤波处理后的待测图像(即滤波图像)进行检测。在本实施方式中，通过将滤波图像上每一个像素点的灰度值与预设阈值进行比较，当检测过程中，当前像素点的灰度值大于预设阈值，则该像素点即为第一像素点，并将第一像素点存入列表(list0)中。

根据本发明的一种实施方式，步骤S4中，从存有第一像素点的列表中提取一个第一像素点进行二次检测。在本实施方式中，构建领域，在该领域中包含提取的第一像素点。通过遍历该领域内的所有像素点，判断领域内是否存在灰度值大于或等于第一像素点的像素点(即第二像素点)，若否，则将提取的第一像素点存储到另一个列表中(即list1)，该列表(list1)保存的即为极值点，也就是导电粒子的中心坐标位置。在本实施方式中，以第一像素点为中心，构建领域。在本实施方式中，领域为边长(2m+1)×(2m+1)的矩阵领域，其中，2m+1表示奇数。需要指出的是，m的大小关系到检测堆叠粒子的能力。在本实施方式中，在领域内以从左至右，从上至下的顺序遍历。通过上述设置，在检测过程中，能够实现更加快速、精确的定位导电粒子，并且能够检测到堆叠的导电粒子。本发明的方法通过前述步骤中的滤波处理后将导电粒子的边缘转化为背景，从而避免了出现检测错误的情况。因此，在提高了检测精度的情况下，首先通过遍历整个滤波图像获取所有的候选点后，再以候选点为中心点构建一定范围的领域进行二次遍历。通过这种方式极大了提高了本发明的检测速度和检测精度，而且此种方式的时间复杂度由传统的O(N×N×(2m+1)×(2m+1))变为了O(N×N)。因此，采用本发明的方法对N越小重合度越高的导电粒子依然具有精确的分离检测能力。

根据本发明的一种实施方式，步骤S4中，若在领域内存在第二像素点，则终止遍历，并提取下一个第一像素点重新执行步骤S4。在本实施方式中，若在领域中存在灰度值大于第一像素点的第二像素点，则当前第一像素点不是极值点，将不再对其进行比较，提高本发明的处理效率。因此，本发明则直接提取下一个新的第一像素点进行重新比较。

为进一步说明本发明，结合图8对本发明进行举例说明。

S001.通过DIC显微镜获取具有导电粒子分布的待测图像，并在待测图像上找出所有的bump区域(即目标区域)。

S002.选用内核尺寸为3×7的滤波器，其表达式为

其中，

然后对待测图像上的bump区域进行滤波，使导电粒子的亮部和暗部的分布函数由正弦分布改为高斯分布。

S003.遍历滤波图像，提取灰度值大于预设阈值(可以T表示，其取值可根据需要进行设定，例如设为3)的像素点(即第一像素点)，并将所有的第一像素点存入至列表list0中。

S004.从列表list0中，逐个取第一像素点，以此第一像素点(可以p表示)为中心，构建一个5×5的领域(可以D表示)。

S005.在领域内从左到右，从上到下，遍历整个领域，当遇到有灰度值大于或等于p的点(即第二像素点)时，结束遍历；当领域内所有值都小于p，则将p点的坐标存入列表list1中。

S006.按前述步骤逐个处理完列表list0中所有的点，list1中存储点即为所有导电粒子所在坐标。

通过上述步骤，本发明对单组待检测的样品进行精度检测，检测结果如下表1：

表1

通过表1中数据可知。本发明的方法中对导电粒子检测的坐标精度，关系到IC偏移检测的精度。因此，在本实施方式中可以通过检测IC左侧Mark偏差进行说明。因此，通过本发明的方法，如表1检测结果可得出，通过本发明的方法，其检测精度由原先的±3um，提高到了±1um，而且重复精度能达到1um以内。

本发明的方法与传统方法对十分之一FOG bump区域算法耗时统计如下表2所示，需要指出的是，通过本发明的方法可检测的产品分为FOG(FPC ON GLASS)和COG(CHIP ONGLASS)。其中FOG由于区域比较大，所以检测过程比较耗时。因此，本实施方式中选择以FOG为样本进行测试，测试结果如下：

	正常极值算法耗时(ms)	优化极值算法耗时(ms)
			1	150	30
2	143	27
			3	138	28
4	158	31
			5	144	30
6	151	27

表2

通过表2中数据可知，本发明的方法(即优化极值算法)的耗时明显少于传统方法(正常极值算法)的耗时。通过对比，本发明的方法的检测效率是比传统方法检测效率的4倍以上，由原先2秒(s)检测一张240M的图像，可以提高到800毫秒(ms)检测一张图像。而且本发明的方法与传统方法相比粒子检出能力上大大提高，将设备过检控制在了1％以内。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于导电粒子检测的方法，包括：

S2.对所述待测图像上的所述目标区域进行滤波处理获取滤波图像；其中，通过采用滤波器对所述目标区域进行滤波处理，增强所述目标区域亮部和暗部的对比度并过滤噪声；以及，

通过所述滤波器将所述目标区域的亮部位于竖直方向的边缘转换为背景；其中，在竖直方向上，所述滤波器将边缘上半部分灰度和下半部分灰度相减变为0，以使所述目标区域中所述导电粒子在竖直方向的边缘完全转换成背景；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述滤波器为内核尺寸k×(k×2+1)的矩阵滤波器，其中，k表示矩阵的长。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波器为

其中，

k表示矩阵的长。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S4中，构建包含所述第一像素点的领域的步骤中，以所述第一像素点为中心，构建所述领域。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述领域为边长(2m+1)×(2m+1)的矩阵领域，其中，2m+1表示奇数。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4中，在所述领域内以从左至右，从上至下的顺序遍历。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，若在所述领域内存在所述第二像素点，则终止遍历，并提取下一个所述第一像素点重新执行步骤S4。